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大数据时代下的国产自主数据库产品

天津南大通用数据技术股份有限公司供稿

 

一、分析型数据管理系统GBase 8a:

GBase 8a是大数据时代南大通用自主研发的成熟分析型数据库,最新GBase 8a V9版本虚拟集群具有联邦构架、大规模并行计算、海量数据压缩、高效存储结构、智能索引、虚拟集群及镜像、灵活的数据分布、完善的资源管理、在线快速扩展、在线节点替换、高并发、高可用性、高安全性、易维护、高效加载等技术特征。能满足各个数据密集型行业日益增大的数据分析、数据挖掘、数据备份和即席查询等需求的能力。

市场定位

GBase 8a分析型数据库的主要市场是商业分析和商业智能市场。产品主要应用在政府、党委、安全敏感部门、国防、统计、审计、银监、证监等领域,以及电信、金融、电力等拥有海量业务数据的行业。

产品架构

技术特性

* 支持标准Linux 内核:Cent OS,Redhat, Suse等

* 支持基于x86-64的标准PC服务器

* 支持本地存储(Sata, SAS, SSD etc)

* 支持阵列部署(SAN,NAS)

* 支持SSD,Flash存储介质作为2级I/O缓存

* 持标准SQL

* 提供通用API: JDBC, ODBC,CAPI,ADO.Net

关键指标

* 真正的列存储,数据压缩比最高可达1:30

* 自动提供粗粒度智能索引,高效过滤,膨胀小,免维护

* 可支撑20TB级别的结构化数据

* 支持并行计算,充分利用现代的 SMP 多核 CPU 资源

* 数据加载速度可达到200GB/小时

 

核心优势

1、联邦架构集群部署:基于列存储的完全并行的MPP + Shared Nothing的联邦架构,采用多活Coordinator(Master)节点、数据节点的两级部署结构,避免了单点性能瓶颈和单点故障。Coordinator节点支持最多部署64个;数据节点支持部署300个以上,单数据节点可支持50TB以上裸数据数据量,且所有节点无共享,具有对等计算能力;

2、海量数据分布式压缩存储:集群支持海量数据存储、查询,支持15PB以上的结构化数据,采用HASH或RANDOM分布策略进行数据分布式存储;同时采用先进的压缩算法,减少存储数据所需的空间,并相应地提高I/O性能;支持实例级、表级、列级三级压缩;支持基于列存储的数据编码及高效压缩技术;理想情况下,压缩比可达1:20以上;

3、高效存储结构:采用基于列存储、适合分析优化的存储结构;采用免维护的智能索引;支持行列混合存储的存储结构,有效提高列存数据库在SELECT * 场景下的查询性能;

4、 智能索引:采用高性能、免维护的粗粒度智能索引技术,索引建立膨胀率不超过百分之一。智能索引包含基于列的统计信息,在数据检索定位时可被直接使用,有效过滤数据,大幅降低数据库磁盘I/O,大幅提高海量数据的查询性能;

5、 灵活的数据分布:用户可以按照业务场景的需求,自定义数据分布策略,从而在性能、可靠性和灵活性间获得最佳匹配。数据分布策略包括HASH分布和RANDOM分布;

6、在线高性能扩展:支持集群节点的在线扩容和缩容,效率更高,对业务的影响更小;在线扩展性能大于20TB/小时;

7、 高并发:读写不互斥,支持数据的边加载边查询,并发能力大于1000;

8、数据高可用:通过冗余机制来保证集群的高可用特性,互备分片间可实现数据自动同步。数据通过副本提供冗余保护,数据的副本机制支持1或2个数据副本,支持用户自定义的数据副本分布方式;自动故障探测和管理,自动同步元数据和业务数据,副本故障不影响集群的可用性,支持故障的自动恢复,无需人工干预;

9、主备集群高可用:集群支持主备集群高可用模式;支持数据全量、增量同步;支持主备同步回滚机制;支持主备同步错误恢复机制;支持同城灾备;

10、安全性:提供完善的用户、角色、权限控制策略,提高数据库集群的安全性;支持详尽的审计日志,可配置灵活的审计策略,记录数据库中与数据库操作相关的所有日志,也可以通过图形化的监视工具实现审计管理;支持透明的数据加密:支持数据存储加密,支持数据库密码加密,支持数据加密压缩;支持相关加密函数,如AES_ENCRYPT()、ENCRYPT()、MD5()、SHA1()、SHA()等;支持库内数据脱敏;支持Kerberos认证方式访问集群和外部数据源;

11、易维护:提供图形化管理及监控工具,以简化管理员对数据库的管理工作;

12、数据加载高效性:基于策略的数据加载模式,集群整体加载速度大于30TB/h;

13、集群具有数据备份恢复能力,支持全量、增量备份/恢复;

14、Hadoop备份/恢复:支持与Hadoop之间进行数据备份/恢复,将库内数据备份到Hadoop中,或将Hadoop内的数据文件恢复到库内;Hadoop备份/恢复性能大于100TB/h;

15、标准化:支持SQL92ANSI/ISO标准,支持ODBC、JDBC、ADO.NET等接口规范;支持C API、Python API、TCL API等接口;支持SQL 2003 OLAP函数;

 

安全数据库管理系统GBase 8s:

GBase 8s是一款安全型数据库管理系统,具有完全自主知识产权。GBase 8s产品除了提供完备的数据存储和数据管理等主流事务型数据库功能外,还遵循我国信息系统安全标准要求的半形式化开发方法,实现了对数据库的结构化保护。该产品已达到B2(国标第四级)级安全标准技术要求,同时,也完全符合国家保密标准《涉及国家秘密的信息系统安全数据库产品技术要求》。

GBase 8s产品符合SQL92国际数据库规范的要求,支持ODBC、JDBC、ADO.NET 等主流开发接口。

GBase 8s产品兼具高安全、高可用、高可靠等特性,成为高端安全数据库产品,可以为涉密、安全等领域的数据库国产化替代提供产品支撑。 

技术特征与优势

1、采用国家密码管理局认可的算法,并符合密码行业标准和技术规范;取得《商用密码产品型号证书》(商密产品型号:SHT0905);

2、达到国标《GB/T 20273—2006 信息安全技术 数据库管理系统安全技术要求》第四级结构化保护要求;获得《计算机信息系统安全专用产品销售许可证(四级)》;

3、符合中国信息安全认证中心相应的信息安全规范和标准要求,取得《中国国家信息安全产品认证证书(ISCCC认证)》;

4、符合国家保密标准《涉及国家秘密的信息系统安全数据库产品技术要求》,取得《涉密信息系统产品检测证书》;

5、支持符合国密标准的硬件密码设备,完善的密钥保护机制,多级密钥管理,密钥永不以明文出现在密码卡外,加解密在密码设备内进行;

6、采用透明高效存储加密技术,对应用完全透明,支持应用无缝迁移;加密数据无膨胀,索引正常使用,综合性能下降不超过15%;

7、支持10TB级数据高效管理,支持上千数据库连接的大规模并发访问;具备完善的数据分区技术和数据并行访问能力;

8、具备电信级高可用能力,支持共享存储集群,支持同城灾备、远程异地中心灾备,提供两地三中心高可用解决方案;

9、支持符合国际标准的ODBC、JDBC、ADO.NET、C API等主流开发接口,并提供界面友好的图形化管理工具集。

 

关键技术

GBase 8s产品作为一款事务数据库,具备完备的事务机制、存储管理功能、高可用功能和主流应用开发接口的支持,同时兼具全面的数据库安全功能。

GBase 8s产品提供和支持的安全功能主要包括:用户身份鉴别、数据存储加密、数据传输加密、自主访问控制、安全标记、强制访问控制、数据完整性保护、安全审计、三权分立等。

存储加密技术

GBase 8s产品使用具有国产商用密码型号证书的国产硬件加密设备进行数据加密和解密,存储到磁盘的数据均为加密存储。加密与解密过程完全由数据库内核调用硬件加密设备来实现,对于构建于数据库服务之上的应用程序完全透明,应用程序对数据的加密与解密过程无感知,可无缝迁移到GBase 8s数据库上。

GBase 8s产品中加密存储的数据包括:数据库表空间、用户表数据和索引数据、逻辑日志、物理日志。同时,通过数据库提供的备份管理工具备份出的数据也可以加密存储。

 

传输加密技术

GBase 8s产品基于SSL提供了数据传输加密功能,所有流经网络与数据库服务进行交互的数据都以密文状态进行传输。在数据库服务与客户端之间、在数据库服务与命令行工具之间、在高可用集群环境中的各个数据库服务之间、在数据库服务与第三方数据管理工具之间,均支持以密文进行数据传输,保障数据在传输过程中的安全性。

 

强制访问控制

在提供自主访问控制能力的同时,GBase 8s产品还提供了基于安全标记的强制访问控制机制(MAC)。在强制访问控制机制下,GBase 8s中的主体(数据库用户)与客体(数据库对象)均需进行安全标记(简称标记),安全标记包括安全等级标记与范畴标记。只有当主体的安全标记支配客体的安全标记时,主体才能访问客体。安全标记由安全管理员创建并用来标记主体和客体。

强制访问控制由安全管理员管理,避免了自主访问控制的授权传递;采用改进的贝尔-拉普杜拉模型,避免了高安全级的信息流向低安全级。


 

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